并联混合动力车能量控制策略研究

发布时间：2020-03-26 05:03

【摘要】：随着工业的蓬勃发展,化石燃料的使用也日益增长,不仅使能源消耗急剧增加,而且对环境造成了十分严重的污染。而传统燃油汽车作为化石燃料的主要消耗源,在给人民生活带来便利的同时,随之而来的还有不可再生能源消耗和环境污染问题,所以解决燃油车的油耗和排放问题刻不容缓。目前针对此问题,主要有两种解决方案,一是提升优化发动机工作效率,降低油耗;二是选取清洁可再生能源作为汽车燃料。由于混合动力汽车的发展已经有一定基础,所以混合动力汽车成为目前解决能耗和环境污染的有效途径,也是当前的研究热点。本文以混合动力汽车为研究对象,对混合动力汽车的参数选择和能量控制策略及优化进行了研究,主要内容如下:(1)介绍了课题的研究背景和研究意义,并对串联式、并联式、混联式三种不同结构的混合动力车工作模式进行了介绍。然后概述了国内、外混合动力车的发展情况,着重介绍了混合动力车的动力分配策略和能量回收策略。(2)首先进行了发动机、电机、电池的仿真模型分析,然后对并联混合动力车(HEV)进行了参数选择,选取了合适的发动机、电机、电池和传动比参数。考虑到混合度对整车性能的影响,运用正交试验选取最佳混合度,基于此混合度,运用ADVISOR仿真软件进行仿真验证,结果表明所选参数满足汽车性能要求,且选取的混合度能够提升汽车的燃油经济性。(3)由于模糊控制策略适用于高度非线性、时间系统,且适应性强,鲁棒性好,所以基于模糊控制策略设计了并联混合动力车动力分配策略。首先介绍了模糊控制的基本理论,然后对并联混合动力车的动力分配工作模式进行了分析,根据其工作模式设计了模糊控制器。将模糊控制器嵌入整车仿真模型进行仿真,结果表明,基于模糊控制的动力分配策略明显提高了汽车的燃油经济性,降低了排放。(4)针对能量回收,运用模糊控制理论做进一步的优化。首先介绍了HEV在减速、制动过程中能量回收的工作模式,根据需求制动转矩对再生制动转矩和机械制动转矩进行分配,以车速、SOC、前轮制动需求转矩作为模糊控制器的输入,选取再生制动力分配系数作为模糊控制器输出。仿真结果表明,加入模糊控制策略后,汽车能回收更多的能量。(5)由于模糊能量控制策略的设计是根据专家经验,主观性较强,所以运用遗传算法对其进行优化。首先介绍了遗传算法(GA)的基本理论,根据理论选取模糊控制器中的控制规则进行优化。使用优化后的模糊规则进行仿真,与未优化的结果相比,能更好的降低油耗和排放。(6)为验证本文HEV能量控制策略设计的正确性,选取动态规划(DP)求取全局最优结果进行比较。本文设计的控制策略仿真结果与动态规划优化后的结果相差不多,验证了本文设计的策略的正确性。
【图文】：

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图 2.3 电池内阻模型Fig.2.3 Battery internal resistance model内阻模型，运用安时法可计算 SOC 的变化值 S OC：2intint42oc oc batterybatteryV V R ESOCR Q oc ——开路电压（V）；int ——电池内阻（Ω）；battery ——电池额定容量（Ah）。仿真模型如图 2.4 所示，以电机模块传输的功率需求作为输入，电过程中的内阻、损耗、电压、电流以及 SOC，最终输出电池电机模块。

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图 3.6 推理曲面Fig.3.6 Inferrence surface分析于模糊控制的并联混合动力车动力分配策略的正析，与传统的基于规则的分配策略进行仿真对比SOR 已有的并联混合动力车整车模型，，将本章中，替代原来的动力分配策略，并修改相关的略进行整车仿真。整车仿真模型如图 3.7 所示：能量管理策略
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.7

【参考文献】